БИОСФЕРА И ЧЕЛОВЕК Лекция 10 1 Учение В

Зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть полный документ!

БИОСФЕРА И ЧЕЛОВЕК Лекция 10 1. Учение В. И. Вернадского о биосфере 2. Границы биосферы 3. Свойства живого вещества 4. Функции живого вещества в биосфере 5. Основные закономерности существования биосферы 6. Ноосфера

1. Учение В. И. Вернадского о биосфере • Первые представления о биосфере появились в трудах французского натуралиста XVIII в. Ж. -Б. Ламарка • Автор термина «биосфера» австрийский геолог Эдуард Зюсс в 1875 г. (Для него биосфера - то пространство атмосферы, гидросферы и литосферы, где встречаются живые организмы) • Основные принципы учения о биосфере опубликованы В. И. Вернадским (1926)

Суть учения В. И. Вернадского • Биосфера - одна из геологических оболочек Земли, развитие которой определяется совместной деятельностью живых организмов • Живые организмы не только приспосабливаются к неорганической природе, но и сами способны преобразовывать среду, приспосабливать ее к своим потребностям • Именно жизнь изменяет и преобразует горные породы, водную среду и атмосферу. ( «На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом» ) Биосфера – есть результат деятельности живой материи, а не только пространство, где обитают живые организмы

2. ГРАНИЦЫ БИОСФЕРЫ

Вернадский выделял в биосфере • необиосферу, где живые организмы обитают в настоящее время • палеобиосферу - пространство, где когда-либо раньше существовала жизнь

Категории веществ в биосфере : Живое вещество – т. е. биомассу всех живых организмов Земли. (Если его равномерно распределить по всей планеты, то получится слой ≤ 3 -4 мм) Биогенное вещество, возникшее из отходов жизненных процессов (уголь, нефть, торф, известняки, сера, H 2 S, N 2, O 2, и т. д. ) Косное вещество - т. е. все геологические образования, не входящие в состав организмов и не созданные ими (Многие минералы, лава, вулканический пепел, метеориты, инертные газы) Биокосное вещество, образовавшееся в результате сложных взаимодействий смесей живого и косного веществ (почва, ил)

3. СВОЙСТВА ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА Свойства Примеры 1. Очень высокая скорость протекания химических реакций за счет использования биологических катализаторов (= ферментов) производство азотных удобрений из N 2 идет при 5000 С и давлении 300 -500 атм. , а клубеньковые бактерии фиксируют N 2 при норм. t и давлении 2. Высокая скорость переработки органич. и минеральных веществ гусеницы за день съедают пищи, в 100200 раз больше своего веса 3. Устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти биологический круговорот веществ 4. «Всюдность» жизни - способность определяется высоким биотическим быстро занимать все свободное потенциалом и способностью расти и пространство увеличивать поверхность своего тела 5. Высокая способность адаптироваться к различным условиям освоены источники с t до +1400 С, воды атомных реакторов, переносят промораживание до – 2730 С 6. Активное движение плавание, ползание, бег, полет

4. ФУНКЦИИ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА В БИОСФЕРЕ 1. Энергетическая - запасание энергии солнца в процессе фотосинтеза и передача ее по цепям питания. (Организмы связывают в 10 раз больше энергии, чем использует все современное человечество) 2. Газовая – способность изменять и поддерживать определенный газовый состав атмосферы (фотосинтез и дыхание, азотфиксация и денитрификация)

Изменение состава атмосферы в результате деятельности живого вещества Древняя Земля и соседние планеты Современная Земля (объёмные %) CO 2 95 -98 0, 03 N 2 1, 9 -2, 7 79 O 2 Менее 0, 13 21 Газы

ФУНКЦИИ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА В БИОСФЕРЕ (продолжение) 3. Концентрационная – концентрирование организмами в своем теле рассеянных химических элементов и повышение их содержания по сравнению с окружающей средой на несколько порядков.

ФУНКЦИИ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА В БИОСФЕРЕ (продолжение) 4. Окислительно-восстановительная - ускорение процессов окисления и восстановления при помощи ферментов. 5. Деструктивная – разрушение редуцентами органических остатков, обеспечивающее круговорот веществ. 6. Информационная - передача наследственной информации от поколения к поколению.

ФУНКЦИИ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА В БИОСФЕРЕ (продолжение) 7. Транспортная – перенос вещества и энергии при активном движении 8. Средообразующая, как результат совместного действия других функций - природная среда вокруг нас создана и поддерживается организмами (особенно почва), человек изменяет и загрязняет среду

5. СВОЙСТВА И ЗАКОНОМЕРНОСТИ СУЩЕСТВОВАНИЯ БИОСФЕРЫ 1. Дискретность и целостность (состоит из элементов, но все они взаимосвязаны, и биосфера – не сумма компонентов, а качественно новое образование) 2. Центральное звено биосферы – живое вещество (а не человек), 3. Ритмичность (суточные, месячные, сезонные, многолетние циклы)

4. Биосфера - открытая система, существующая за счет солнечной энергии, которая: • не загрязняет среду (в отличии от энергии ископаемого топлива или ядерной энергии) • бесплатна, • практически вечна, • ее количество огромно (в 5000 раз > всей энергетики нач. XXI века. и в 5, 5 раза > энергии всего ископаемого топлива) • Антропогенные нарушения закономерности – широкое использование тепловой и ядерной энергетики, загрязняющих среду. Выход – переход на использование солнечной энергии, а также энергии ветра и воды (приводятся в движение тем же солнечным теплом)

5. В биосфере получение ресурсов и избавление от отходов происходит в рамках круговоротов всех элементов • Наибольшая степень замкнутости - в экосистемах океанов и тропических лесов. • В наземных экосистемах накапливается органическое вещество в виде гумуса, но он легко может быть использован. • Антропогенные нарушения: отсутствие круговорота в промышленных экосистемах ведет к истощению ресурсов и загрязнению среды. Выход: разработка практически безотходных технологий.

6. Устойчивость и саморегуляция (гомеостаз) Действует принцип Ле-Шателье – Брауна: при воздействии сил, выводящих систему из состояния равновесия, она изменяется так, чтобы вернуться к нему и ослабить воздействие. Современный экологический кризис связан с такими нарушениями (меняющими ее энергетику более, чем на 1%), гасить которые биосфера уже не в состоянии, а также с созданием неустойчивых антропогенных экосистем, лишенных способности к гомеостазу (городских, промышленных).

7. Большое число и разнообразие элементов биосферы (биоразнообразие, разнообразие условий) • Закон Эшби (кибернетика): системы, состоящие из большего числа разнородных элементов, более устойчивы, т. е. не так подвержены колебаниям. • Антропогенное нарушение – снижение биоразнообразия снижает устойчивость биосферы. Выход – охрана видов и экосистем

6. Ноосфера (сфера разума или мыслящая оболочка)– качественно новая высшая стадия развития биосферы под действием научной мысли человечества, ставшей новой геологической силой, обеспечивающей неопределенно долгое безопасное совместное развитие общества и природы (В. И. Вернадский).

Условия появление ноосферы: (В. И. Вернадский) 1. 2. 3. 4. Заселение человеком всей планеты; Преобразование средств связи; Усиление связей между всеми странами Земли; Преобладание геологической роли человека над другими геологическими процессами в биосфере; 5. Расширение границ биосферы и выход в космос; 6. Открытие новых источников энергии; 7. Равенство людей всех рас и религий; 8. Усиление роли народных масс во внешней и внутренней политике; 9. Свобода научной мысли 10. Продуманная система народного образования; 11. Разумное преобразование природы для удовлетворения всех потребностей увеличивающегося населения; 12. Исключение войн.

Выводы: 1. Живое вещество – центральный элемент биосферы. Оно обеспечивает биогенный круговорот и преобразует окружающую среду 2. Наблюдается прогрессивное накопление аккумулированной солнечной энергии в поверхностных оболочках Земли 3. Нарушение основных закономерностей существования биосферы может ее погубить 4. На определенном этапе эволюции биосферы человек вынужден будет взять на себя ответственность за дальнейшую эволюцию планеты иначе у него не будет будущего (возникает ноосфера) 5. Управление биосферой возможно только при опоре на ее внутренние регуляторные возможности

Скачать презентацию БИОСФЕРА И ЧЕЛОВЕК Лекция 10 1 Учение В

ПРО 10 Биосфера и человек.ppt

Количество слайдов: 20